Zastosowania średniomanganowej stali na wykładzinach młynów kulowych

Stal średniomanganowa została wyprodukowana poprzez zmniejszenie zawartości węgla i manganu w stali wysokomanganowej. Wyniki badań wskazują, że osnowę po hartowaniu w wodzie w temperaturach 1050～1070℃ stanowi węglik austenitu (klasa +0～W2). Stal średniomanganowa, której odporność na ścieranie jest lepsza niż stali wysokomanganowej, może spełniać wymagania wytrzymałości i wiązkości w warunkach nieroboczych silnych uderzeń.

Od czasu wynalezienia stali wysokomanganowej przez firmę RAHadfied w 1883 r. stal wysokomanganowa jest szeroko stosowana w hutnictwie, górnictwie, przemyśle materiałów budowlanych i innych gałęziach przemysłu. Po ponad stu latach nadal zajmuje ważną pozycję w odpornych na ścieranie materiałach metalowych, ale stal wysokomanganowa nie została mocno uderzona. W warunkach pracy, ze względu na niewystarczającą zdolność utwardzania przez zgniot, nie można skutecznie wykorzystać jego odporności na zużycie. W celu polepszenia odporności na zużycie materiałów odpornych na ścieranie w niesilnych warunkach udarowych, w kraju i za granicą opracowano żeliwo wysokochromowe iz powodzeniem zastosowano Wytwarzanie tulei do młynów kulowych. Struktura żeliwa wysokochromowego to martenzyt + węglik + austenit szczątkowy. Ze względu na dużą twardość osnowy jej odporność na zużycie jest doskonała. Jednak ze względu na kruchość węglików i wysokowęglowego martenzytu w żeliwie wysokochromowym Large, w przypadku użycia przy określonym uderzeniu, jest podatne na łuszczenie i pękanie, co wpływa na normalną pracę sprzętu. Martenzyt, stal bainitowa i stal austenityczna zostały również opracowane w Chinach do pracy w nie-silnych warunkach udarowych. Niska twardość i słaba hartowność skutkują wydłużeniem żywotności. Materiał użyty do wykonania wykładziny młyna kulowego powinien mieć wystarczającą wytrzymałość, aby osiągnąć dobrą odporność na zużycie. Poprzez dostosowanie zawartości manganu i węgla w austenitycznej stali manganowej do uzyskania struktury austenitu w normalnej temperaturze, stal średniomanganowa, która pod wpływem obciążenia może szybko osiągnąć odkształconą przemianę martenzytyczną, spełnia powyższe wymagania.

Jeden z naszych klientów używa młyna kulowego Φ1,5 × 3 m, projektujemy dla niego wykładziny ze stali manganowej o średniej zawartości manganu  ,  które pomagają mu przedłużyć żywotność wykładzin młyna i obniżyć koszty.

Projektowanie składu chemicznego średniej stali manganowej

1. Podstawa teoretyczna

Osnową stali średniomanganowej jest struktura austenityczna w normalnej temperaturze, ale w warunkach zużycia udarowego warstwa wierzchnia odkształca martenzyt α i martenzyt ε, co oznacza, że ​​stal średniomanganowa ma dobrą odporność na ścieranie w warunkach nieintensywnych uderzeń. występ. W celu uzyskania martenzytu wzmocnionego projektuje się skład manganowo-węglowy z temperaturą początkową przemiany martenzytowej Ms i temperaturą Md punktu martenzytu odkształceniowego tak, aby punkt Ms projektowanej stali manganowej był mniejszy od zera stopni Celsjusza, a punkt Md jest wyższy niż temperatura pokojowa. Zaprojektowana stal średniomanganowa po hartowaniu w wodzie ma strukturę austenitu, a jej struktura austenitu charakteryzuje się niską stabilnością. Znajduje się w krytycznym punkcie obszarów faz γ i γ + α. Pod obciążeniem udarowym Powierzchniowy austenit łatwo przekształca się w α-martenzyt i ε-martenzyt. Dzięki wzmocnieniu martenzytu podczas użytkowania zwiększa się wytrzymałość ścieralnej powierzchni okładziny, a także podwyższa się twardość w celu spełnienia wymagań odporności na zużycie. Jest nadal austenitem i spełnia wymagania wytrzymałości.

2. Skład chemiczny

W celu zaoszczędzenia cennych zasobów stopowych i obniżenia kosztów produkcji wykładziny, zaprojektowana stal manganowa nie dodaje innych pierwiastków stopowych. Zgodnie ze wzorem:

Ms(℃)=550-361[C]-39[Mn]-35[V]-20[Cr]-17[Ni]-10[Cu]-5[Mo+W]+15[Co]+30 [Al]
Ms(℃)≈-25～-35℃
Md(℃)≥Ms(℃)+(50+100)℃

Średni proces odlewania stali manganowej

Wykładzina stalowni średniomanganowej wykonana jest z piasku ze szkła wodnego, a skurcz odlewu wynosi 2,2%. Produkcja przemysłowa odbywa się w 3 t elektrycznym piecu łukowym w procesie wytapiania oksydacyjnego. Wsad stanowi złom stalowy, złom żelazny, żelazokrzem (FeSi75) i żelazomangan (FeMn74). , FeMn78C2.0), po utlenieniu, redukcji i dostosowaniu składu stal jest produkowana pod warunkiem, że żużel jest żużlem białym, a skład chemiczny jest badany w wymaganym zakresie, a odtlenianie jest dobre, a temperatura stopionej stali spełnia wymagania. Po ostatecznym odtlenieniu aluminium odlewa się stal i wylewa produkt. Po wylaniu środkowej wykładziny ze stali manganowej, pion jest jednokrotnie uzupełniany. Blok testowy wylewa się w połowie wylewania wykładziny ze stali manganowej. Blok testowy jest wykonany zgodnie z wymaganiami GB / T5680-1998. Jest on montowany w piecu wraz z płytą okładzinową ze stali średniomanganowej do obróbki cieplnej. Obróbka cieplna wykorzystuje proces hartowania w wodzie. Po podgrzaniu płyty okładzinowej ze stali manganowej do 650 ℃ przy 50 do 70 ℃/h utrzymuje się ją przez 2 do 3 godzin, a następnie od 50 do 100 ℃/h. Podnieś temperaturę do 1050 ～ 1070 ℃ na 3 ~ 5 godzin, podnieś temperaturę przetrzymywania do 1100 ℃ 10 minut przed zakończeniem ogrzewania i wejdź do wody. Wykładzina ze stali średniomanganowej jest chłodzona wodą przez 40 minut, a następnie odprowadzana z basenu do dalszych operacji.

Mikrostruktura i zachowanie mechaniczne średniej stali manganowej

Średnie wkładki ze stali manganowej

• Dzięki zmniejszeniu zawartości manganu i węgla oraz dostosowaniu dopasowania manganu i węgla uzyskuje się stal średniomanganową o bardziej stabilnej strukturze austenitu. Jej skład to: 0,65% do 1,15% C, 5,5% do 8,5% Mn, 0,20% do 0,80% Si, 0,080% P, ＜ 0,050% S, w niesilnych warunkach udarowych stal ma wystarczającą wytrzymałość i ciągliwość, a jego odporność na zużycie jest lepsza niż stali wysokomanganowej.
• Opracowana stal manganowa ma taki sam proces produkcyjny jak stal wysokomanganowa. Kontrolę jakości można przeprowadzić w odniesieniu do wysokich standardów dotyczących stali manganowej. Proces produkcji jest prosty, a jakość można stabilnie kontrolować.
• Po hartowaniu w wodzie o temperaturze 1050 ～ 1070 ℃ struktura jest austenitem + węgliki gatunku 0 ～ W2. W warunkach mutacji naprężeń jej zdolność wzmacniania jest lepsza niż stali wysokomanganowej.
• Wykładzina ze stali średniomanganowej ma wytrzymałość na rozciąganie ponad 560 MPa i udarność ponad 40 J/cm2. W przypadku użycia na młynie kulowym Φ1,5 × 3 m, nie łuszczy się, nie odkształca się, nie łamie i nie działa bezpiecznie i niezawodnie. Żywotność wzrasta o 16% Promocja i użytkowanie mogą przynieść dobre korzyści ekonomiczne i społeczne.

@Mr. Nick Sun     [email protected]